低壓配電裝置晃電治理措施

潘海全

【摘 ?要】電力行業在國民經濟中的重要性舉足輕重，因此電力系統的平穩運行一直是值得研究的課題，本文圍繞低壓配電裝置晃電治理的特點進行分析，提出了幾點的抗晃電治理措施，其案例來源于某化工裝置，值得業內電氣人員進行對比提高。

【關鍵詞】低壓配電裝置;晃電;化工

引言

某石油化工公司生產裝置眾多，供電結構復雜，近年來因高壓電氣設備長時間超壽命（或繼電保護配置不合理）運行，高壓側的一點故障往往擴大為電力系統的紊亂，經統計其中80%的電力故障會導致電力系統電壓暫降，進而導致多套低壓配電裝置大面積停電停產，因此，提高電力系統的抗晃電能力是迫切需要解決的問題。對于整個電力系統而言，晃電治理的思路主要有兩個方面：一方面，要優化高壓電氣設備的繼電保護整定配合，使故障快速切除，避免擴大，減少晃電的發生及發生范圍;另一方面，要提高低壓配電裝置的抗晃電能力，使得低壓電氣設備在系統故障切除時間內能平穩運行，減少因晃電導致的生產停電停產，將晃電損失降至最小。本文通過實際案例主要分析了外電網電壓暫降下低壓配電裝置抗晃電的措施，高壓電氣設備繼電保護不在此文進行闡述。

一、晃電治理的目標及特點分析

在治理低壓配電裝置晃電時，不得將低配裝置獨立于整個公司的電力系統進行以偏概全，應結合系統的特性進行針對性治理，再根據需要治理的目標進行投資，將錢花在刀刃上，以該公司為例，通過大數據的統計，高配側故障導致的電壓暫降主要表現為：電壓暫降至80%，動作時間250ms。因此，每套裝置應重點圍繞該特性進行治理，這是考慮低壓配電裝置晃電治理的前提，否則所花掉的金錢和人力是極大的浪費。

在明確治理目標的前提下，還必須熟悉每套工藝生產裝置受晃電影響的特點，現以該石油化工公司為例進行說明，該石油化工公司，有2套低配裝置為化工產品生產裝置，如PX、BDO，該裝置的顯著特點是易燃易爆場所，事故風險大，生產主流程只有一套，其中小部分關鍵機組、泵、風機等無備臺不可以切換，以及部分關鍵機泵有備臺無法實現自動切換，這里的關鍵是指該設備故障停機裝置反應時間為0s或接近0s;其他大部分電動設備都可以設置備臺進行自動切換;化工裝置有小型余熱發電機，因此，晃電治理的重點是關鍵機泵、關鍵變頻器等，只要將這類設備的晃電風險降至最小，不僅提高的化工裝置的安全性，也提高了裝置的經濟性。

另外有4套低配裝置為化纖產品生產裝置，如短纖、瓶片，該裝置的顯著特點是安全風險較低，生產線有多條，每條線大部分設備沒有備臺進行切換，且為流水線生產，牽一發動而全身，電動設備變頻控制較多，轉速控制精度高，很容易受到電網電壓波動影響而導致整條生產線癱瘓，治理的重點是變頻器、PLC等，對該類裝置改造復雜，投資回收比低，應在項目建設期進行整體考慮來提高裝置的抗晃電能力。

因此可以看出，化工裝置晃電的風險大，治理的范圍相對較小，且有發電機可以抗外電網擾動，投資必要性高。而化纖裝置晃電的風險較低，治理的范圍廣設備復雜，投資必要性低。

二、晃電治理案例

了解了裝置的特點，再根據治理的措施制定切實可靠的方案，能有效根治“一晃就停產”現象的頻繁發生。下面根據近幾年的故障案例，分析系統晃電采取的治理措施，主要體現在以下幾個方面：

1、電壓暫降引起的故障

1.1、低壓進線開關低電壓動作跳閘，導致整段失電。

某化工裝置低壓進線開關因外電網晃電導致整段母聯失電，查低壓進線母聯備自投邏輯為當電壓低于200V時，低電壓繼電器動作進線開關跳閘，延時2S后母聯合閘，后查該外電網電壓波動導致低壓400V暫降至320V，故障時間220ms后即恢復，針對電網晃電的該特性，顯然低壓進線母聯的備自投邏輯設置不合理，后將備自投邏輯改為當電壓低于200V時低電壓動作信號設置延時2S再分進線開關、合母聯開關，通過實驗驗證可行，徹底解決了該類晃電故障。

1.2、變頻器欠/過電壓保護動作跳閘

某化工裝置使用的變頻器因外電網晃電導致變頻器報欠壓故障停機，該變頻器負載為重要的風機，一旦停機將導致生產停車，所使用的變頻器為西門子MM440，其低電壓穿越能力較差。后將其更換為富士G1變頻器，同時設置瞬時停電再啟動功能，參數F14=3，通過實驗，在空載情況下將變頻器上端開關分閘1s后再投上變頻器正常運行。

1.3、接觸器、繼電器線圈低電壓釋放

某化纖裝置使用的接觸器在外電網晃電時控制回路電壓低于**V時接觸器釋放，自保持回路解除，導致低配裝置反應器攪拌器停機，進而導致整個裝置停車。后將接觸器控制電源取自UPS，并結合低壓電動機保護器設置2S的低電壓保護，徹底解決了該類故障。也可以將關鍵電機的接觸器更換為帶電源儲能模塊抗晃電接觸器+延時模塊某化纖裝置使用的繼電器電壓低壓**V時繼電器釋放，由該繼電器構建的自保持啟動回路解除，導致機泵停機。由繼電器構建的自保持回路為變頻器的外部回路，該變頻器的ACS510系列變頻器，后將變頻器的啟停由兩線制改為三線制，取消自保持回路，徹底解決了該類故障。

1.4、低壓電動機保護器低電壓保護動作

某化工裝置使用的電動機保護器在晃電時發生低電壓保護動作跳閘，導致關鍵電機停機生產停車。后將該關鍵電動機低電壓保護參數由0.8倍0s改為0.5倍1.5S，徹底提高了抗晃電能力。

1.5、DCS集散控制系統控制電源欠壓失電

某化工裝置使用的DCS系統，其控制柜電源模塊因晃電發生欠壓故障停機，經查雙電源切換模塊故障切換失敗導致系統停機，該DCS系統未配置UPS電源。因此，采取的措施為配置UPS電源，當發生晃電時，由UPS電源無擾切換保證DCS控制系統的正常運行。同時定期對控制柜內24V雙電源模塊進行切換試驗，及時消除設備隱患。

1.6、UPS切換失敗引起DCS系統無法正常運行

某化工裝置因晃電導致UPS主電失電，切換旁路失敗，導致DCS系統失電停機，經查UPS電源蓄電池缺電，且UPS切換板電源取自蓄電池，從而導致UPS切換失敗，采取的措施：1、在采購UPS時必須嚴格進行選型2、定期進行切換，進行故障模擬切換試驗，模擬主電源故障時因拉斷上端開關，模擬電池失電時應斷開電池充電開關3、將UPS故障信號遠程至有人值守的控制室并設置報警，該報警應包含UPS大部分故障

2、電流驟升引起的故障

2.1低壓交流異步電動機過流保護跳閘

某化纖裝置電動機過流保護整定不合理，導致電壓低于**V時，過流保護動作跳閘。查該電動機正常運行電流接近額定，一旦低電壓，電流必然超過額定，因此采取的措施為將電動機放大一級，同時將過電流保護反時限參數整定由1倍延長至1.2倍。

結語：

綜上所述，對于任何一套裝置在治理晃電時，必須結合裝置的特點，根據電力系統晃電的特性制定切實有效的治理方案，即根據晃電的電壓幅值變化和故障時間，通過分析低壓配電裝置用電設備故障物理變化，進行針對性治理，對不同用電設備的故障動作特性進行分門別類的治理是最根本解決問題的辦法。

參考文獻：

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